ByzCoin - une solution innovante
© 2016 iStock
Ces dernières années, la célèbre monnaie virtuelle Bitcoin a rencontré des difficultés dues à sa popularité grandissante. Les retards, incohérences et attaques sont devenus des obstacles quotidiens pour les utilisateurs de la monnaie, obstacles auxquels le Laboratoire de systèmes décentralisés et distribués (DEDIS) de la Faculté IC propose une solution innovante et efficace.
Transactions sur la « blockchain », le livre comptable virtuel
Bitcoin est l'une des monnaies virtuelles les plus connues. Depuis 2009, elle est couramment utilisée pour payer sur Internet et sur les réseaux alternatifs, de la même façon que pour des transactions financières traditionnelles faites d'un compte vers un autre. Chaque transaction est inscrite dans la « blockchain », une sorte de livre comptable virtuel, qui est partagée entre tous les utilisateurs et contient tous les échanges qui ont eu lieu à ce jour.
Pour être finalisée et confirmée, une transaction doit être incluse dans un bloc. Ceci est le travail des « mineurs », des ordinateurs spéciaux qui exécutent des logiciels spécifiques destinés au « minage ». Ces ordinateurs font partie d'un réseau qui récupère chaque nouvelle transaction et l'affecte à un bloc correspondant en suivant des règles cryptographiques. Chaque affectation doit alors être vérifiée par une partie du réseau puis, une fois vérifiée, la blockchain est automatiquement mise à jour.
Incohérences et attaques
La vitesse d'exécution de toute transaction dépend directement du réseau de mineurs. En cas de ressources insuffisantes pour traiter les transactions, elles sont tout simplement mises en attente jusqu'à ce qu'un mineur puisse les traiter.
En raison du succès inattendu du système, le volume des transactions a augmenté de manière significative ces dernières années et le temps d'attente a augmenté en conséquence. La popularité grandissante de ces monnaies virtuelles a engendré l'arrivée de pirates informatiques mal intentionnés pour lesquels elles sont des cibles de choix. Tant et si bien que, lorsque les failles liées au long délai de confirmation furent découvertes, elles permirent d'utiliser les mêmes unités monétaires plusieurs fois « double dépense » ou de saper l'intégrité du réseau « minage égoïste ».
De plus, des incohérences entre les derniers blocs de la blockchain peuvent survenir lorsque deux transactions sont confirmées quasi simultanément. Dans de tels cas, la section incorrecte des deux blockchains est effacée, ce qui entraîne l'annulation des paiements, parfois même plusieurs heures après la confirmation. Ce type de comportement empêche la monnaie d'être considérée comme un moyen de paiement fiable, pouvant remplacer les cartes de crédit traditionnelles et autres systèmes de paiement tels que PayPal.
ByzCoin - vers une solution efficace
Développée dans le Laboratoire de systèmes décentralisés et distribués au sein de la Faculté IC, ByzCoin est une solution qui permet de confirmer une transaction Bitcoin en quelques secondes, de façon rapide et irréversible. Elle repose sur l'idée ingénieuse de créer un groupe actif de mineurs utilisant de nouveaux algorithmes cryptographiques pour travailler collectivement sur des blocs de transactions. Inspirée de protocoles tels que la tolérance aux fautes byzantines en pratique (Practical Byzantine Fault Tolerance ou PBFT), les mineurs n'auraient alors besoin que de l'approbation des deux tiers des autres membres du groupe auquel ils appartiennent pour chaque transaction à traiter.
Appliquée à Bitcoin, cette approche garantirait une plus grande cohérence au sein de la blockchain, rendrait les opérations irréversibles et permettrait d'accélérer grandement le temps de traitement des transactions. Toutes ces propriétés réduisent considérablement les possibilités d'attaques et augmentent donc la fiabilité de la monnaie afin d'inspirer confiance, y compris aux utilisateurs les plus réticents.
Même si elle résout de nombreux problèmes rencontrés aujourd'hui par Bitcoin, la solution proposée n'a pas encore été mise en œuvre dans le réseau actuel. En effet, avant d'utiliser le nouveau système, un grand nombre de mineurs doivent l'adopter. Pour cela, il faudrait d'abord que le logiciel de minage prenne en charge aussi bien le protocole actuel que le nouveau. Cependant, ByzCoin n'a pas l'intention de se contenter d'améliorer seulement Bitcoin. La solution pourrait être appliquée à toutes les monnaies virtuelles décentralisées basées sur une blockchain.
Les chercheurs du Laboratoire de systèmes décentralisés et distribués sont en train d'explorer des techniques pour élargir encore davantage le système ByzCoin, ce qui permettrait d'augmenter le débit de centaines de transactions par seconde, comme c'est actuellement le cas avec ByzCoin, à des millers de transactions par seconde. Cela placerait ByzCoin au même rang que la plupart des principaux réseaux de paiement classiques, comme VISA, qui traitent en moyenne entre 2000 et 4000 transactions par seconde. Avec l’essor du tout numérique, il ne fait aucun doute qu'un avenir radieux attend cette solution révolutionnaire.
Référence
Eleftherios Kokoris-Kogias, Philipp Svetolik Jovanovic, Nicolas Gailly, Ismail Khoffi, Linus Gasser, Bryan Ford. Enhancing Bitcoin Security and Performance with Strong Consistency via Collective Signing. Usenix Security 2016.